Aula pressao de vapor

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Balanço de Massa e Energia Aula 4 
Gases e Vapores 
Na maioria das pressões e temperaturas, uma substância pura no 
equilíbrio existe inteiramente como um sólido, um líquido ou um gás. 
Contudo, em certas temperaturas e pressões, duas ou mesmo três fases 
podem coexistir simultaneamente. 
Exemplo 1) Água pura é um gás a 130ºC e 100 mmHg, e um sólido a -
40ºC e 10 atm, mas a 100ºC e 1 atm pode ser um gás, um líquido ou uma 
mistura dos dois, e aproximadamente a 0,0098 ºC e 4,59 mmHg pode ser 
um sólido, um líquido, um gás ou qualquer combinação dos três. 
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Gases e Vapores 
Diagrama de Fases 
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Gases e Vapores 
Diagrama de Fases 
Termos importantes que podem ser definidos em 
referência ao diagrama de fases: 
1. Se T e P correspondem a um ponto sobre a curva 
de equilíbrio líquido-vapor para uma determinada 
substância, P é a pressão de vapor da substância à 
temperatura T, e T é o ponto de ebulição (mais 
precisamente, a temperatura do ponto de 
ebulição) da substância à pressão P. 
2. O ponto de ebulição de uma substância a P = 1 
atm é seu ponto de ebulição normal. 
3. Se (T,P) cai sobre a curva de equilíbrio sólido-
líquido, então T é o ponto de fusão ou ponto de 
congelamento à P. 
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Diagrama de Fases 
4. Se (T,P) cai sobre a curva de equilíbrio sólido-
vapor, então P é a pressão de vapor do sólido à 
temperatura T e T é o ponto de sublimação à 
pressão P. 
5. O ponto (T,P) no qual a fase sólida, líquida e 
vapor podem coexistir é chamado ponto triplo 
da substância. 
6. A curva de equilíbrio líquido-vapor termina na 
temperatura crítica e na pressão crítica (Tc, Pc) 
Acima e à direita do ponto crítico nunca podem 
coexistir duas fases separadas. 
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Diagrama de Fases 
Líquido 
Vapor 
Líquido-
Vapor 
Gás 
A Curva T1 representa uma isoterma a alta 
temperatura, e nesta condição a substância 
está longe da região de condensação. A 
medida que a temperatura diminui, as 
isotermas se aproximam da região de 
condensação, representada pela curva 
ACB. 
As substâncias com isotermas 
representadas pelas temperaturas T3 e T4, 
que alcançam a curva ACB, apresentam 
três regiões distintas: região de vapor à 
direita de ACB, região de líquido à 
esquerda de ACB e região de duas fases 
abaixo de ACB. 
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Diagrama de Fases 
Líquido 
Vapor 
Líquido-
Vapor 
Gás Quando uma massa de um líquido puro 
mantida a temperatura constante sofre 
uma redução de pressão, este líquido 
começa a entrar em ebulição quando um 
certa pressão é alcançada. Esta pressão 
variará com a temperatura constante em 
que o líquido é mantido, mas para cada 
temperatura haverá apenas uma pressão 
em que a ebulição do líquido ocorrerá. 
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Gases e Vapores 
Diagrama de Fases 
Se o líquido no ponto P à temperatura T4 
tiver sua pressão reduzida até alcançar o 
ponto D na curva AC, este ponto 
representará o início da ebulição do líquido. 
Neste processo, enquanto existir líquido a 
temperatura e a pressão permanecem 
constantes. A pressão correspondente à linha 
horizontal DE é chamada de pressão de 
vapor do líquido a T4. 
Há uma pressão de vapor correspondente 
para cada temperatura até que o ponto C seja 
alcançado. Este ponto é chamado de ponto 
crítico. Em temperaturas acima de Tc 
somente a fase gasosa pode existir. 
Líquid
o 
Vapor 
Líquido-
Vapor 
Gás 
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Diagrama de Fases 
O ponto D representa o ponto de bolha 
da substância, ou seja, o ponto onde 
aparece a primeira bolha de vapor do 
lado do líquido. 
O ponto E representa o ponto de orvalho 
da substância, ou seja, o ponto onde 
aparece a primeira gota de líquido do lado 
do vapor. 
Líquid
o 
Vapor 
Líquido-
Vapor 
Gás 
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Pressão de Vapor 
1L Água 
1L Éter 
Δt2 
Δt1 
Δt2 > Δt1 
O éter evapora mais rápido do que 
a água, portanto o éter é mais 
volátil que a água. 
3 2 1 
1. Começa a vaporização do líquido; 
2. Além da vaporização, temos a 
condensação (a molécula volta para o 
líquido); 
3. A velocidade de condensação iguala-se a 
velocidade de vaporização, portanto, a 
quantidade de vapor fica constante 
(equilíbrio líquido-vapor). 
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Pressão de Vapor 
O vapor que fica acima do líquido exerce uma pressão (registrada em um manômetro), 
chamada de pressão de vapor (Pv). 
M 
Vapor d’água 
Água 
20ºC 
H2O(L) ↔ H2O(V) 
Pv = 17,5 mmHg a 20ºC 
A pressão de vapor depende da natureza da 
substância e da temperatura 
T = 20ºC 
Água : PV = 17,5 mmHg 
Etanol : PV = 44 mmHg 
Efeito da Temperatura 
PV 
Temperatura 10 
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Pressão de Vapor 
Um líquido entra em ebulição quando a pressão de vapor iguala-se a pressão atmosférica. 
Líquido 
Vapor 
Patm 
PV = Patm 
Ponto de Ebulição (PE) = 100ºC a 760 mmHg 
Observação: Maior altitude → Menor Patm → Menor PE 
PV 
Temperatura 100ºC 
760 mmHg 
Água 
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Curva da Pressão de Vapor da Água 
Esta figura representa a curva de pressão 
de vapor da água em função da 
temperatura. 
Qualquer ponto sobre a curva PT 
representa uma mistura em equilíbrio de 
líquido e vapor. É comum chamar esta 
situação de equilíbrio entre o vapor 
saturado e o líquido saturado. Líquido 
saturado significa líquido no ponto de 
ebulição e vapor saturado vapor no ponto 
de condensação. 
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Curva da Pressão de Vapor da Água 
Um ponto acima ou a esquerda da curva de 
pressão de vapor, como o ponto P, representa 
líquido em uma pressão superior à pressão de 
saturação (se fixarmos a temperatura) ou em 
uma temperatura inferior à temperatura de 
saturação (se fixarmos a pressão). Nesta 
condição diz-se que o líquido está sub-
resfriado. 
Um ponto abaixo ou a direita da curva de 
pressão de vapor, como o ponto R ou Q, 
representa vapor em uma pressão inferior à 
pressão de saturação (se fixarmos a 
temperatura) ou em uma temperatura superior 
à temperatura de saturação (se fixarmos a 
pressão). Nesta condição diz-se que o vapor 
está superaquecido. 
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Tabela da Pressão de Vapor da Água 
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Gráfico da Pressão de Vapor 
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Estimativa da Pressão de VaporA estimativa da pressão de vapor é feita em geral de forma experimental ou através de equações 
empíricas. As equações mais usadas são as de Clausius-Clapeyron e de Antoine. 
B
T
A
pB
T
A
p  ** logou ln
Clausius-Clapeyron 
CT
B
Ap
CT
B
Ap



 ** logou ln
A, B e C: Constantes com valores diferentes para cada 
substância; 
T: Temperatura absoluta (K) 
Antoine 
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Estimativa da Pressão de Vapor 
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Aplicação da Estimativa da Pressão de Vapor 
A pressão de vapor do metanol é conhecida nas temperaturas abaixo. Supondo válida a equação de 
Clausius-Clapeyron, avalie os parâmetros da equação e estime o valor da pressão de vapor à 
temperatura de 400K. 
B
T
A
pB
T
A
p  ** logou ln
Clausius-Clapeyron 
T (K) 320 360 
P* (kPa 48,330 229,26 
Solução: 
(1) 320977,1240
320
878,3
320
)330,48ln( BAB
A
B
A

(2) 360548,1956
360
434,5
360
)26,229ln( BAB
A
B
A

A = -4483,6 e B = 17,889 
kPaepp 32,79668,6889,17
400
6,4486
ln 68,6** 


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Aplicação da Estimativa da Pressão de Vapor 
Estime a pressão de vapor do metanol supondo válida a equação de Antoine à temperatura de 400K. 
Solução: 
CT
B
Ap
CT
B
Ap



 ** logou ln
A, B e C: Constantes com valores diferentes para cada 
substância; 
T: Temperatura absoluta (K) 
Antoine 
Da tabela de constantes com T em K temos: 
A = 16,5725 
B = 3626,55 
C = -34,29 
kPaep
CT
B
Ap 46,777656,6
29,34400
55,3626
5725,16ln 656,6** 




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Aplicação da Estimativa da Pressão de Vapor 
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